微穿孔板吸声结构在阶梯教室中的应用

分析不同共振频率的微穿孔板吸声结构并联的结构模型,并计算了其组合吸声系数。理论计算结果与采用sysnoise软件,根据gb/t18696对并联的微穿孔板吸声系数进行仿真实验得到的结果及已有实验数据进行对比。结果表明,该文中并联微穿孔板吸声结构的声阻抗率及组合吸声系数的计算方法是可行的。

在介绍马大猷开创的微穿孔板吸声结构基础理论的前提下,综述了微穿孔板吸声结构的理论发展、吸声系数实验测量方法以及微穿孔板吸声结构在实际工程领域的一些应用。最后提出微穿孔板研究发展的方向。

马大猷教授提出的微穿孔板吸声结构在空气噪声降低和隔离方面得到了广泛的应用,但未见水下应用的相关研究和报道。本文将空气中微穿孔板理论应用到水中,得到了水下微穿孔板吸声结构的吸声公式。通过理论分析,得出了微穿孔板结构直接应用于水中无法获得宽频吸收的结论。提出了通过匹配液将微穿孔板间接应用到水下的设想。设计了单层板和双层板吸声结构,并对它们的吸声特性进行了理论分析与仿真。结果表明,本文设计的微穿孔板吸声结构在水中能够获得优于空气中的宽频带吸声效果。实验测量了自制的微穿孔板吸声结构,吸声系数的测量值与理论曲线基本吻合,从而验证了理论分析的正确性。

vol36no.1 feb.2016 噪声与振动控制 noiseandvibrationcontrol 第36卷第1期 2016年2月 文章编号：1006-1355(2016)01-0200-04 管道中微穿孔板吸声结构声学性能测试与分析 吕金磊，彭强，王海锋 （中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点试验室，四川绵阳621000) 摘要：文章采用实验和数值仿真的方法，对影响微穿孔板吸声结构声学性能的设计参数，包括板厚，开孔孔径，开 孔率等进行深入细致的研究。其中实验内容主要在驻波管以及一个管道型的测试平台上进行，驻波管相关的研究内 容用于佐证管道实验的准确性；数值仿真采取一种求极值点的算法，利用这一算法可以绕开对经典方程的求解，而直 接确定微孔的声共振点，也即最大噪声吸收位置，通过共振点附近两条曲线的叠加确定吸声带宽的变化

针对某些特殊情况下飞机座舱内部噪声过大的实际情况,对其进行了噪声无源控制实验研究。以某飞机座舱模型为研究对象,利用微穿孔板吸声结构成功实现了一套飞机座舱模型内部噪声无源控制系统。同时利用cada-x结构动力学分析系统建立了一套振动噪声控制性能测试系统,可广泛应用于各种振动噪声有源、无源控制系统的控制性能测试。同时对所设计的微穿孔板吸声结构吸声系数进行了理论计算和实验测量,对比结果表明其一致性良好。最后利用该测试系统对飞机座舱模型噪声无源控制系统进行了控制性能测试,控制效果明显。从而说明了此方法对飞机座舱内部噪声抑制的有效性和可行性。

对传统的微穿孔板吸声结构设计方法进行分析,发现其存在近似公式精度不高及相关参数难以确定的问题,这些问题直接导致设计无法进行或得到不符合要求的设计参数。使用泰勒公式将设计过程中的复杂公式近似展开,并对得到的近似公式进行修正,使其精度得到了提高;对相关公式进行推导,发现微穿孔板吸声结构的半吸收频带宽度与腔深成正比关系,据此,设计时可根据工程中的空间限制条件,首先确定腔深,再计算其它参数,提出了面向工程的微穿孔板吸声结构设计方法。针对某风机噪声,使用面向工程的设计方法设计微穿孔板结构参数,得到了满足设计要求的吸声系数曲线。工程应用表明,面向工程的微穿孔板吸声结构设计方法更方便,且更准确。

对穿孔板吸声结构的声学特性进行了理论分析与计算。讨论了穿孔板吸声结构的共振吸声原理,基于对穿孔板吸声结构声阻抗的讨论,分析了穿孔率、空腔深度、板厚、孔径等参数对吸声性能的影响,为穿孔板吸声结构的工程应用提供了依据。针对某工程机械风冷系统噪声突出这一现象,专门为风冷系统设计了穿孔板吸声结构,大幅度降低了该机风冷系统的噪声,也使该机的驾驶环境噪声得到了有效控制。

分析了飞机的喷流噪声产生机理,讨论了喷流噪声的控制技术。并将穿孔板共振吸声结构降噪技术应用到飞机的推进系统中,用以降低喷流噪声,并对其实际降噪效果进行了比较分析。

分析了亥姆霍兹共鸣器的共振频率特性,导出了穿孔板吸声结构吸声的中心频率、频带宽度、上限频率及下限频率的估算公式,为设计、制作理想的穿孔板吸声结构提供了参考.

对带有吸声材料的复合穿孔板吸声结构的声学特性进行了研究与计算,比较了吸声材料紧贴穿孔板和吸声材料紧贴刚性壁时吸声结构的吸声性能,分析了吸声结构的参数对吸声性能的影响,为穿孔板吸声结构的工程应用提供了参考依据。将复合穿孔板吸声结构应用到工程实际中,取得了良好的降噪效果。

提出在薄微穿孔板微孔中穿入铜纤维的结构,有效拓宽薄微穿孔板的吸声频带,提高吸声系数,使微穿孔板吸声性能在中低频得到很大的提高。研究结果表明,样品直径为100mm,29mm,穿孔直径为1mm,厚度2mm,穿孔率为3%的微穿孔板,穿入铜纤维的直径为0.13mm,穿入铜纤维为3和4根时,在100hz~1600hz内,共振吸声系数α0达0.99;穿入7至9根时,吸声频带可拓宽1000hz以上;随着穿入纤维数量的增加,吸声频带显著向低频移动,当穿入11根时,移动幅值为464hz。

传统的微穿孔板要获得较佳的吸声性能,需要较小孔径的微孔(<0.3mm);在穿孔率不变的情况下,增加板厚,那么板的吸声性能将下降。为了避免这个问题,提出一种新型的微穿孔板结构——变截面微穿孔板。与传统微穿孔板不同,它的微孔的截面积沿其轴向不是恒定的,而是在轴向的一定位置发生突变,从而板存在孔径差异较大的两部分。在马大猷的理论基础上,分析了变截面微穿孔板的吸声特性,并利用传递函数法,通过阻抗管进行了实验。分析和实验结果显示,变截面微穿孔板的吸声性能主要由孔径较小的部分决定,孔径较大的部分主要是增加了板的厚度,对板的吸声性能贡献较小;因此,通过变截面的方法,在增加板厚的同时也能使板维持在较佳的吸声性能水平。

采用aml语言开发了一套微穿孔板吸声体的声学软件。该软件初始参数选择灵活,分析结果直观明了,为用户提供操作简单的界面,从而进一步提高微穿孔板设计效率和准确性,并对工程应用有一定的帮助。

提出用微穿孔板进行主动吸声的方法。用微穿孔板作为主动吸声的材料,检测出入射声波的频率,得到微穿孔板的共振频率,从而得到微穿孔板背后空腔的深度,移动微穿孔板背后的刚性壁以满足空腔深度的要求,使得吸声系数达到最大,从而达到主动吸声的目的。最后,进行了数值计算与实验,计算结果与实验结果能很较好的吻合,说明了该主动吸声方法的可行性。

简述了马大猷教授的微穿孔板基本理论、微穿孔板吸声体在扩散声场以及在高声强环境下的理论要点。比较详细地讨论了30年来与马大猷教授所提理论相对应的实验研究结果及应用发展情况。基于马大猷教授的基本理论,提出了一种新的相关衍生结构——管束微穿孔板。对微穿孔板吸声体的发展趋势做了展望。表明:微穿孔板吸声体将成为新世纪的绿色理想吸声材料。

将微穿孔板吸声结构应用到外加旁支管路的管道卢源特性测量方法中,分析和仿真了单层及双层微穿孔板及其后腔结构采用不同参数(板厚、微孔直径、穿孔率、后腔深度等)时改变管道负载声阻抗的作用和影响。研究结果表明:改变板厚、微孔直径、穿孔率、管道横截面积比等参数,可以有效地改变负载声阻;改变后腔深度及微穿孔板与主体管道之间距离,可以有效地改变负载声抗;结合使用单层和双层微穿孔板结构,可以有效实现声抗在宽频带上的变化。通过有流和无流情况下的实验,验证了该方法的正确性和微穿孔板吸声结构在测量中的有效表现。给出了该测量方法实际应用中设计和应用微穿孔板吸卢结构的意见。

在微穿孔板吸声体理论的基础上,基于电力声类比等效电路法建立了双层串联微穿孔板吸声体理论分析模型,分析了双层串联微穿孔板吸声体的共振频率ωs与参数k1、r1的关系。将共振频率ωs与前腔深度d1做为两项设计指标,结合单层微穿孔板吸声体的设计方法,提出了一种双层串联微穿孔板吸声体的设计思路,简化了设计工作。

微穿孔板吸声结构具有吸声系数高、吸收频带宽等优点,广泛应用于噪声控制的各个领域根据马大猷的微穿孔吸声理论,总结了微穿孔板吸声结构的吸声原理,并用基于此理论的计算结果与在低频、中频驻波管中实验的结果进行对比,得到了比较满意的结果采用微穿孔板吸声结构,进行汽车发动机隔声降噪模拟实验,结果表明,微穿孔板吸声结构具有良好的降噪功能微穿孔板吸声结构的吸声性能的初步研究,为微穿孔板吸声结构在工程中的应用提供了依据

本文主要探讨微穿孔板吸声机理、吸声系数与频率的关系，以及在室内的吸声处理，降低噪声、消声等方面的应用。并指出微穿孔板吸声结构的吸声性能优于其它矿棉吸声材料，能够较好地改善建筑声学功能，可广泛应用于吸声降噪工程，效果理想。

微穿孔板的发展已接近半个世纪。基于穿孔板吸声结构的基础,微穿孔板结构简化了穿孔板后的多孔材料,同时达到了提高本身吸声特性的目的。组成微穿孔板的主要元素就是微管和空腔。通过分析微管和空腔的声阻抗率,近似计算出微穿孔板的吸声系数与吸声频带宽度,并讨论微穿孔板结构模型的来源。根据微穿孔板结构模型,分别计算不同的参数组合对吸声系数及频带宽度的影响。

降低噪声的新手段——微穿孔板吸声结构

双层微穿孔板吸声结构设计中的共振和反共振频率计算张宗茂，顾熙棠（宁波大学机械工程系）一、引言对微穿孔板吸声结构的吸声机理已有较系统的研究’‘ｉ“””。单层做穿孔板吸声结构的共振频率可用穿孔板共振吸声结构的共振频率计算公式求得，但双层微穿孔板吸声结构的...